JP4949193B2 - オーディオパワーアンプ - Google Patents

Description

本発明は、オーディオパワーアンプ（以下、単にパワーアンプと言う。）に関し、特に、オーディオ信号を定電圧伝送するハイ・インピーダンス方式のパワーアンプに関する。

この種のパワーアンプとして、従来、例えば特許文献１に開示されたものがある。この従来技術によれば、増幅手段としての増幅回路（アンプ）によって増幅されたオーディオ信号は、絶縁用の変圧器を介して、スピーカラインに供給され、ひいては各スピーカに供給される。このように増幅回路とスピーカラインとの間に変圧器が設けられることによって、落雷等の事故からの当該増幅回路を含むパワーアンプの保全が図られる。

特開平９−７００９９号公報（特に図５参照）

ところで、このようなパワーアンプにおいては、増幅回路が最大出力であるときに変圧器の２次側から出力されるオーディオ信号の電圧（実効値）が所定の電圧、例えば１００［Ｖ］系であれば１００［Ｖ］、７０［Ｖ］系であれば７０［Ｖ］、になるように、当該変圧器が設計される。従って、増幅回路の最大出力が大きいほど、つまりパワーアンプの定格出力が大きいほど、当然に、変圧器の定格出力も大きくなる。これにより、変圧器を含むパワーアンプ全体が大型化し、かつ重量化する、という問題がある。

また、従来技術では、パワーアンプの使用条件が変わったときに、これに柔軟に対応することができない、という問題もある。例えば、スピーカの数を増やす必要がある場合には、それ相応の（現在よりも大きな）定格出力を有する別のパワーアンプを用意しなければならない。一方、スピーカの数を減らす場合には、別のパワーアンプを用意する必要はないが、現在使用中のパワーアンプにとって言わば過剰仕様となり、不経済である。このことは、スピーカラインの数、いわゆるチャンネル数、が変わる場合も、同様である。

そこで、本発明は、従来よりも小型かつ軽量であり、しかも様々な使用条件に柔軟に対応することができるパワーアンプを提供することを、目的とする。

この目的を達成するために、本発明のパワーアンプは、それぞれオーディオ信号が入力される複数の増幅手段と、これら複数の増幅手段に対応して設けられており、それぞれ対応する増幅手段によって増幅された増幅後オーディオ信号が１次側に入力される複数の変圧器と、第１モードおよび第２モードのいずれか一方を任意に選択するモード選択手段と、を具備する。ここで、それぞれの変圧器の２次側は、１次側に入力された増幅後オーディオ信号の電圧を所定の第１電圧に変圧する第１部分と、当該増幅後オーディオ信号の電圧を第１電圧よりも低い第２電圧に変圧する第２部分と、を有している。そして、第１モードにおいては、各増幅手段に個別のオーディオ信号が入力されると共に、それぞれの変圧器の２次側の第１部分から個別に出力される複数の第１変圧後オーディオ信号が外部に出力される。一方、第２モードにおいては、各増幅手段に同一のオーディオ信号が入力されると共に、各変圧器それぞれの２次側の第２部分から個別に出力される複数の第２変圧後オーディオ信号が合成されることによって第１電圧と同電圧の合成オーディオ信号が生成され、この合成オーディオ信号が外部に出力される、というものである。

このように構成された本発明のパワーアンプにおいて、例えばモード選択手段によって第１モードが選択された、と仮定する。この場合、各増幅手段に個別のオーディオ信号が入力される。それぞれの増幅手段は、入力されたオーディオ信号を増幅し、増幅後のオーディオ信号は、対応する変圧器の１次側に入力される。それぞれの変圧器の２次側は、第１部分と第２部分とを有しており、このうちの第１部分から、第１電圧という規定の定電圧に変圧された第１変圧後オーディオ信号が出力される。そして、これらの第１変圧後オーディオ信号は、個別に外部に出力され、例えば個別のスピーカラインに供給される。つまり、第１モードにおいては、複数のオーディオ信号が個別に増幅され、個別のスピーカラインに供給される、という複数チャンネルのパワーアンプが形成される。

一方、モード選択手段によって第２モードが選択されると、各増幅手段に同一のオーディオ信号が入力される。それぞれの増幅手段は、入力されたオーディオ信号を増幅し、増幅後のオーディオ信号は、対応する変圧器の１次側に入力される。すると、各変圧器それぞれの２次側の第２部分から、第１電圧よりも低い第２電圧に変圧された第２変圧後オーディオ信号が個別に出力される。さらに、これらの第２変圧後オーディオ信号が互いに合成されることによって、第１電圧と同電圧の合成オーディオ信号が生成される。そして、この合成オーディオ信号が、外部に出力され、例えば１つのスピーカラインに供給される。つまり、第２モードにおいては、１つのオーディオ信号が増幅され、１つのスピーカラインに供給される、という単一チャンネルのパワーアンプが形成される。なお、単一チャンネルではあるものの、オーディオ信号は、複数の増幅回路によって並行して増幅されるので、これら複数の増幅回路の最大出力を合成した大出力のパワーアンプが形成される。言い換えれば、上述の第１モードにおける複数のチャンネルが、この第２モードにおいては出力（パワー）に変換される。しかも、各増幅回路による増幅後のオーディオ信号は、当該各増幅回路に対応する複数の変圧器によって分担して変圧されるので、これら複数の変圧器それぞれの容量は、対応する増幅回路の最大出力に見合う大きさで足りる。即ち、パワーアンプ全体の定格出力に見合う大きな容量を持つ変圧器は不要である。

なお、ここで言うモード選択手段は、各増幅手段に個別のオーディオ信号を入力する第１状態と、当該各増幅手段に同一のオーディオ信号を入力する第２状態と、のいずれか一方に切り換わる入力側切換手段を含むものとしてもよい。この場合、入力側切換手段は、第１モードのときに第１状態となり、第２モードのときに第２状態となる。

また、モード選択手段は、各変圧器の２次側の第２部分を互いに直列接続することによって合成オーディオ信号を生成するための合成手段を形成する第３状態と、当該直列接続を解除することによって合成手段を非形成とする第４状態と、のいずれか一方に切り換わる出力側切換手段を含むものとしてもよい。この場合、出力側切換手段は、第１モードのときに第４状態となり、第２モードのとき第３状態となる。

さらに、各変圧器それぞれの２次側の第２部分は、当該２次側の第１部分の一部であってもよい。例えば、２次側の途中に中間タップを設け、この中間タップと当該２次側の一端との間を第２部分とし、２次側の両端間を第１部分としてもよい。また、２次側の途中に２つの中間タップを設け、これら２つの中間タップの間を第２部分とし、２次側の両端間を第１部分としてもよい。或いは、２次側として互いに巻数の異なる２つの巻線を設け、このうち巻数の多い巻線を第１部分とし、巻数の少ない巻線を第２部分としてもよい。

そして、第２電圧の値は、第１電圧の値を増幅手段（または変圧器）の数で除した値に略等しいのが、望ましい。

また、各増幅手段と各変圧器とモード切換手段とは、同一の筺体に収容されてもよい。ここで言う筺体としては、例えば公知のＥＩＡ（Electronic
Industries Alliance）規格に準拠するキャビネット・ラックに装着されるものがある。

上述したように、本発明によれば、第１モードにおいては、複数チャンネルのパワーアンプが形成され、第２モードにおいては、単一チャンネルながらも大出力のパワーアンプが形成される。従って、複数チャンネルが要求される用途や、大出力が要求される用途等の様々な使用条件に、柔軟に対応することができる。しかも、第２モードにおいて大出力のパワーアンプが形成されるのにも拘らず、当該大出力に見合う大きな容量を持つ変圧器は不要である。従って、例えば第２モードのときと同等の定格出力を持つパワーアンプを従来技術で実現する場合に比べて、変圧器を含むパワーアンプ全体を小型化し、かつ軽量化することができる。即ち、本発明によれば、従来よりも小型かつ軽量であり、しかも様々な使用条件に柔軟に対応することができるパワーアンプを提供することができる。

本発明の一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。

図１に示すように、本実施形態に係るパワーアンプ１０は、複数、例えば２つ、の増幅回路１２および１２ａを有している。これらの増幅回路１２および１２ａは、互いに同一仕様のものであり、例えば定格出力が３０［Ｗ］、出力インピーダンス（負荷インピーダンス）が８［Ω］のものである。

このうち、一方の増幅回路１２は、第１チャンネルＣＨ１用であり、この第１チャンネルＣＨ１用の増幅回路１２の入力側は、当該第１チャンネルＣＨ１用の入力端子１４に接続されている。他方の増幅回路１２ａは、第２チャンネルＣＨ２用であり、この第２チャンネルＣＨ２用の増幅回路１２ａの入力側は、入力側切換手段としてのｃ接点型のリレー１６を介して、第２チャンネルＣＨ２用の入力端子１４ａおよび第１チャンネルＣＨ１用の入力端子１４のいずれかに接続される。

なお、リレー１６は、図示しないモード選択スイッチの操作に応じて切り換わる。このモード切換スイッチは、第１モードとしての後述する多チャンネルモードと、第２モードとしての後述する大出力モードと、を手動で切り換えるものであり、例えば、当該モード選択スイッチによって多チャンネルモードが選択されると、リレー１６は、図１に示すように、増幅回路１２ａの入力側を第２チャンネルＣＨ２用の入力端子１４ａに接続するように切り換わる。一方、大出力モードが選択されると、リレー１６は、増幅回路１２ａの入力側を第１チャンネルＣＨ１用の入力端子１４に接続するように切り換わる。

第１チャンネルＣＨ１用の増幅回路１２の出力側は、これに対応して設けられた出力変圧器（以下、単に変圧器と言う。）１８の１次側巻線２０に接続されており、詳しくは当該１次側巻線２０の両端子２２および２４に接続されている。そして、変圧器１８の２次側巻線２６は、第１チャンネルＣＨ１用の出力端子２８に接続されており、詳しくは当該２次側巻線２６の一方端子３０は、出力端子２８を構成する通常（Normal）ライン端子３２に接続されており、他方端子３４は、出力端子２８を構成する共通（Common）ライン端子３６に接続されている。さらに、変圧器１８の２次側巻線２６のちょうど中間には、中間タップ端子３８が設けられており、この中間タップ端子３８は、後述する合成チャンネルＣＨ０用の通常ライン端子４０に接続されている。

第２チャンネルＣＨ２側においても、第１チャンネルＣＨ１側と同一仕様の変圧器１８ａが設けられており、この変圧器１８ａの１次側巻線２０ａの両端子２２ａおよび２４ａに、当該第２チャンネルＣＨ２用の増幅回路１２ａの出力側が接続されている。そして、変圧器１８ａの２次側巻線２６ａは、第２チャンネルＣＨ２用の出力端子２８ａに接続されており、詳しくは当該２次側巻線２６ａの一方端子３０ａは、出力端子２８ａを構成する通常ライン端子３２ａに接続されており、他方端子３４ａは、出力端子２８ａを構成する共通ライン端子３６ａに接続されている。なお、共通ライン端子３６ａは、上述した合成チャンネルＣＨ０用の通常ライン端子４０と共に、当該合成チャンネルＣＨ０用の出力端子４４を構成する。さらに、中間タップ端子３８ａは、出力側切換手段としてのａ接点型（またはｂ接点型）のリレー４２を介して、第１チャンネルＣＨ１側の変圧器１８の２次側巻線２６の共通ライン側端子３４と接続され、または非接続とされる。

リレー４２は、上述したモード選択スイッチの操作に応じて入力側のリレー１６と連動する。例えば、モード選択スイッチによって多チャンネルモードが選択されると、リレー４２は、図１に示すようにＯＦＦ（開成）する。これにより、第１チャンネルＣＨ１側の共通ライン側端子３４と第２チャンネルＣＨ２側の中間タップ端子３８ａとが互いに非接続となる。つまり、各変圧器１８および１８ａが、互いに絶縁された状態になる。一方、モード切換スイッチによって大出力モードが選択されると、リレー４２は、ＯＮ（閉成）する。これにより、第１チャンネルＣＨ１側の共通ライン側端子３４と第２チャンネルＣＨ２側の中間タップ端子３８ａとが互いに接続される。そして、第１チャンネルＣＨ１側の変圧器１８の２次側巻線２８のうち中間タップ端子３８と共通ライン側端子３４との間の部分４６と、第２チャンネルＣＨ２側の変圧器１８ａの２次側巻線２８のうち中間タップ端子３８ａと共通ライン側端子３４ａとの間の部分４６ａとが、合成チャンネルＣＨ０の出力端子４４を構成する通常ライン端子４０と共通ライン端子３６ａとの間に直列接続された状態になる。

さて、このように構成された本実施形態のパワーアンプ１０は、次のようにして使用される。

例えば、モード切換スイッチによって多チャンネルモードが選択された、と仮定する。この場合、上述したように、入力側のリレー１６は、第２チャンネルＣＨ２用の増幅回路１２ａの入力側を第２チャンネルＣＨ２用の入力端子１４ａに接続するように切り換わる。併せて、出力側のリレー４２は、ＯＦＦする。これにより、第１チャンネルＣＨ１と第２チャンネルＣＨ２とは、互いに独立した状態になる。

この状態で、第１チャンネルＣＨ１用の入力端子１４に、外部から、例えば図示しないマイクロホンやＣＤ（Compact Disc）プレーヤ等のオーディオ信号発生装置から、オーディオ信号Ｓ１が供給されると、このオーディオ信号Ｓ１は、当該第１チャンネルＣＨ１用の増幅回路１２に入力される。増幅回路１２は、入力されたオーディオ信号Ｓ１を増幅し、この増幅後のオーディオ信号は、変圧器１８の１次側巻線２０に入力される。これにより、１次側巻線２０の両端子２２および２４間に、最大で１５．５［Ｖ］の電圧が現れる。なお、この最大１５．５［Ｖ］という電圧値は、これをＥという符号で表すと、次の式１によって導き出される。

《式１》
Ｐ＝Ｅ^２／Ｚ ∴Ｅ＝｛Ｐ・Ｚ｝^１／２
ここで、Ｐは、増幅回路１２の最大出力、Ｚは、増幅回路１２の出力インピーダンスである。

そして、この最大１５．５［Ｖ］の増幅後オーディオ信号が変圧器１８の１次側巻線２０に入力されることによって、当該変圧器１８の２次側巻線２６の両端子３０および３４には、例えば本実施形態のパワーアンプ１０が１００［Ｖ］系のものであるとすると、最大で１００［Ｖ］の変圧後のオーディオ信号が現れる。そして、この最大１００［Ｖ］の変圧後オーディオ信号は、第１チャンネルＣＨ１用の出力端子２８（３２および３６）を介して、外部に出力される。従って、この出力端子２８に図示しないスピーカラインが接続されると、このスピーカラインを介して、図示しない各スピーカに、最大１００［Ｖ］のオーディオ信号が定電圧伝送される。なお、この第１チャンネルＣＨ１の出力インピーダンスは、式１に従う関係から３３３．３［Ω］となる。

一方、第２チャンネルＣＨ２用の入力端子１４ａに、第１チャンネルＣＨ１側とは別のオーディオ信号Ｓ２が外部から供給されると、このオーディオ信号Ｓ２は、当該第２チャンネルＣＨ２用の増幅回路１２ａに入力される。そして、この増幅回路１２ａによる増幅後のオーディオ信号は、変圧器１８ａの１次側巻線２０ａに入力される。これにより、第１チャンネルＣＨ１側と同様、当該１次側巻線２０ａの両端子２２ａおよび２４ａ間に、最大１５．５［Ｖ］の電圧が現れ、２次側巻線２６ａの両端子３０ａおよび３４ａ間に、最大１００［Ｖ］の変圧後オーディオ信号が現れる。そして、この変圧後オーディオ信号は、第２チャンネルＣＨ２用の出力端子２８ａ（３２ａおよび３６ａ）を介して、外部に出力される。従って、この出力端子２８ａに第１チャンネルＣＨ１側とは別の図示しないスピーカラインが接続されると、このスピーカラインを介して、図示しない各スピーカに、最大１００［Ｖ］のオーディオ信号が定電圧伝送される。なお、この第２チャンネルＣＨ２の出力インピーダンスもまた、３３３．３［Ω］である。

このように、多チャンネルモードにおいて、本実施形態のパワーアンプ１０は、３０［Ｗ］の定格出力を有する第１チャンネルＣＨ１と、３０［Ｗ］の定格出力を有する第２チャンネルＣＨ２と、を備えた多チャンネル（２チャンネル）アンプとして機能する。

次に、上述のモード切換スイッチによって大出力モードが選択された、と仮定する。この場合、入力側のリレー１６は、第２チャンネルＣＨ２用の増幅回路１２ａの入力側を第１チャンネルＣＨ１用の入力端子１４に接続するように切り換わる。併せて、出力側のリレー４２は、ＯＮする。

この状態で、第１チャンネルＣＨ１用の入力端子１４にオーディオ信号Ｓ１が供給されると、このオーディオ信号Ｓ１は、第１チャンネルＣＨ１用の増幅回路１２と第２チャンネルＣＨ２用の増幅回路１２ａとの両方に入力される。このうち、第１チャンネルＣＨ１用の増幅回路１２によって増幅されたオーディオ信号は、上述の多チャンネルモードのときと同様に、変圧器１８の１次巻線２０に入力され、これにより、当該１次側巻線２０の両端子２２および２４間に最大１５．５［Ｖ］の電圧が現れる。一方、第２チャンネルＣＨ２用の増幅回路１２ａによって増幅されたオーディオ信号もまた、変圧器１８ａの１次巻線２０ａに入力され、これにより、当該１次側巻線２０ａの両端子２２ａおよび２４ａ間に最大１５．５［Ｖ］の電圧が現れる。

ここで、第１チャンネルＣＨ１側の変圧器１８に注目すると、当該変圧器１８の２次側巻線２６の両端子３０および３４間には、上述したように最大で１００［Ｖ］の変圧後のオーディオ信号が現れる。これと同時に、この２次側巻線２６の上述した部分４６の両端に当たる中間タップ端子３８と共通ライン側端子３４との間に、当該１００［Ｖ］の半分、つまり最大５０［Ｖ］、の変圧後オーディオ信号が現れる。なお、この最大５０［Ｖ］の変圧後オーディオ信号が現れる部分４６の出力インピーダンスは、上述した式１に従う関係から８３．３［Ω］となる。

一方、第２チャンネルＣＨ２側の変圧器１８ａにおいても、当該変圧器１８の２次側巻線２６ａの両端子３０ａおよび３４ａ間に、最大で１００［Ｖ］の変圧後のオーディオ信号が現れる。これと同時に、この２次側巻線２６ａの上述した部分４６ａの両端に当たる中間タップ端子３８ａと共通ライン側端子３４ａとの間に、最大５０［Ｖ］の変圧後オーディオ信号が現れる。なお、この最大５０［Ｖ］の変圧後オーディオ信号が現れる部分４６ａの出力インピーダンスもまた、８３．３［Ω］である。

さらに、第１チャンネルＣＨ１側の部分４６と、第２チャンネルＣＨ２の部分４６ａとは、上述したように合成チャンネルＣＨ０の出力端子４４を構成する通常ライン端子４０と共通ライン端子３６ａとの間に直列接続されている。しかも、これらの部分４６および４６ａに現れる最大５０［Ｖ］の変圧後オーディオ信号は、互いに同相である。これは、５０［Ｖ］の電池が直列接続された状態に相似する。従って、これら最大５０［Ｖ］のオペレータ信号が合成された最大１００［Ｖ］のオーディオ信号が、合成チャンネルＣＨ０の出力端子４４（４０および３６ａ）から外部に出力される。ゆえに、この合成チャンネルＣＨ０の出力端子４４に図示しないスピーカラインが接続されると、このスピーカラインを介して、図示しない各スピーカに、最大１００［Ｖ］のオーディオ信号が定電圧伝送される。

なお、合成チャンネルＣＨ０の出力インピーダンスは、上述した８３．３［Ω］という各部分４６および４６ａそれぞれの出力インピーダンスを合計した１６６．６［Ω］となる。また、合成チャンネルＣＨ０から出力されるオーディオ信号は、２つの増幅回路１２および１２ａによって並行して増幅されたものであるので、当該合成チャンネルＣＨ０の定格出力は、これら２つの増幅回路１２および１２ａの最大出力を合成した６０［Ｗ］となる。

このように、大出力モードにおいて、本実施形態のパワーアンプ１０は、６０［Ｗ］という大きな定格出力を有する合成チャンネルＣＨ０を備えた大出力アンプとして機能する。ただし、この大出力モードにおいては、第１チャンネルＣＨ１および第２チャンネルＣＨ２は無効とされる。つまり、合成チャンネルＣＨ０のみの単一チャンネルとされる。

加えて、この大出力モードにおいて、上述の如く６０［Ｗ］という大きな定格出力が得られるのにも拘らず、それぞれの変圧器１８および１８ａは、対応する増幅回路１２および１２ａの３０［Ｗ］という最大出力に見合う容量を持つもので足りる。つまり、６０［Ｗ］というパワーアンプ１０全体の定格出力に見合う容量を持つ大きな変圧器は不要である。従って、例えば上述した従来技術により６０［Ｗ］の定格出力を有するパワーアンプを実現する場合に比べて、本実施形態によれば、変圧器１８および１８ａを含むパワーアンプ１０全体を小型化し、かつ軽量化することができる。このことは、特にパワーアンプ１０が公知のＥＩＡ規格に準拠するキャビネット・ラックに装着されるものである場合に、極めて有効である。

具体的に説明すると、当該キャビネット・ラックにおいては、図２に示すように、これに装着される筺体５０の幅寸法Ｗ、厳密には前面パネル５２の両側の取付ネジ孔５４および５４間の寸法Ｗ’（＝４６５［ｍｍ］）、が規定されている。奥行き寸法Ｄについても、その許容範囲が規定されている。そして、高さ寸法Ｈについては、基準サイズユニットＵ（＝４４．５［ｍｍ］）を基準として、その倍数とされている。ここで、本実施形態における各変圧器１８および１８ａそれぞれの定格容量が３０［Ｗ］であることを鑑みると、これら各変圧器１８および１８ａを図２に示す如く筺体５０内に平面配置することは、十分に可能である。また、図には示さないが、各増幅回路１２および１２ａや各リレー１６および４２等の他の構成部品を当該筺体５０内に配置することも、勿論可能である。そして、設計次第で、各変圧器１８および１８ａの高さ寸法を基準サイズユニットＵよりも小さくすることができる。つまり、筺体５０の高さ寸法Ｈを最小のＨ＝１・Ｕに抑えることができる。

これに対して、従来技術では、６０［Ｗ］の定格容量を持つ変圧器が必要となるので、この変圧器の大きさ、特に高さ寸法、の制約から、筺体５０の高さ寸法Ｈは、例えば図３に示すように、Ｈ＝２・Ｕ、場合によってはＨ＝３・Ｕとなる。つまり、本実施形態に比べて、２倍または３倍の高さ寸法Ｈとなる。そして、このように高さ寸法Ｈが大きくなることによって、筺体５０内の空間に無駄な部分が生じる。このことから、本実施形態のパワーアンプ１０が、キャビネット・ラック装着用に有効であることは、明白である。

以上のように、本実施形態のパワーアンプ１０は、多チャンネルモードにおいては、多チャンネルアンプとして機能し、大出力モードにおいては、単一チャンネルながらも大出力アンプとして機能する。従って、多チャンネルが要求される用途や、大出力が要求される用途等の様々な使用条件に、１台で柔軟に対応することができる。しかも、従来技術に比べて、小型かつ軽量であり、特にキャビネット・タック装着用に好適である。

また、第１チャンネルＣＨ１用の増幅回路１２および変換器１８と、第２チャンネルＣＨ２用の増幅回路１２ａおよび変換器１８ａとは、互いに同一規格のものである。従って、例えば、本実施形態のパワーアンプ１０を製造する側から見ると、これら増幅回路１２および１２ａ，変換器１８および１８ａを含む各部品の設計作業や在庫管理の容易性、ならびに量産効果等が期待され、パワーアンプ１０全体の低コスト化を実現することができる。さらに、極端には、上述したモード切換スイッチを製造側でのみ操作可能とすることで、１種類のパワーアンプ１０を多チャンネルアンプまたは大出力アンプとして出荷することができる。このこともまた、低コスト化に大きく貢献する。

併せて、大出力モードにおいては、各増幅回路１２および１２ａの出力が合成されることになるが、これら各増幅回路１２および１２ａの出力側が直接繋がっているわけではないので、当該各増幅回路１２および１２ａ間でバランスを保つ必要はない。従って、例えばロー・インピーダンス方式のパワーアンプの出力を増大させる技術として一般に知られているＢＴＬ（Balanced Transformer Less）接続に比べて、極めて安全かつ簡単に出力を増大させることができる。なお、参考までに、ＢＴＬ接続においては、各増幅回路間でバランスを保つ必要があるために、回路構成が複雑になる。そして、万一、バランスが崩れると、各増幅回路を含むパワーアンプが破壊する恐れがある。

また、本実施形態における大出力モードにおいては、上述の如く各増幅回路１２および１２ａの出力側が直接繋がっているわけではないので、当該各増幅回路１２および１２ａのいずれか一方が故障しても、パワーアンプ１０全体の出力は低下するものの、当該パワーアンプ１０（合成チャンネルＣＨ０の出力端子４４）からはオーディオ信号が継続して出力される。このことは、例えば多数の聴取者に音声情報を伝えることを目的とするＰＡ（Public Address）システム、特に非常放送設備、において、極めて有効である。

さらに、非常用放送設備においては、一般に、２４［Ｖ］の直流電圧を発生するバッテリが非常用電源として使用されるが、本実施形態のパワーアンプ１０によれば、この２４［Ｖ］の直流電圧のみの供給によって、正常に動作する。言い換えれば、この２４［Ｖ］の直流電圧を昇圧したり、商用交流電圧に変換したりする必要はない。図１からも分かるように、本実施形態のパワーアンプ１０は、各変圧器１８および１８ａの１次側巻線２０および２０ａに１５．５［Ｖ］（＜２４［Ｖ］）の電圧が現れれば、多チャンネルモードおよび大出力モードのいずれでも正常に動作するからである。これに対して、従来技術では、特にパワーアンプの出力が大きいと、バッテリからの直流電圧を昇圧したり、商用交流電圧に変換したりする必要がある。

なお、本実施形態においては、各増幅回路１２および１２ａとして、それぞれ定格出力が３０［Ｗ］、出力インピーダンスが８［Ω］のものを用いたが、これに限らない。また、各増幅回路１２および１２ａ間で、それぞれの定格出力および出力インピーダンスが異なっていてもよい。

併せて、本実施形態では、多チャンネルモードにおけるチャンネル数を、第１チャンネルＣＨ１および第２チャンネルＣＨ２の２つとしたが、これに限らない。例えば、図４に示すように、第１チャンネルＣＨ１〜第４チャンネルＣＨ４の４つのチャンネルを持つようにしてもよい。なお、図４において、第３チャンネルＣＨ３および第４チャンネルＣＨ４それぞれを構成する各要素は、第１チャンネルＣＨ１を構成する各要素と同一であるので、第３チャンネルＣＨ３における同一部分には末尾にｂという文字を付けた同一符号を付し、第４チャンネルＣＨ４における同一部分には末尾にｃという文字を付けた同一符号を付して、それらの詳細な説明を省略する。また、第３チャンネルＣＨ３および第４チャンネルＣＨ４にも、第２チャンネルＣＨ２と同様の入力側リレー１６ｂおよび１６ｃと、出力側リレー４２ｂおよび４２ｃと、が設けられる。

ただし、この図４の構成においては、各変圧器１８，１８ａ，１８ｂおよび１８ｃそれぞれの２次側巻線２６，２６ａ，２６ｂおよび２６ｃの中間タップ端子３８，３８ａ，３８ｂおよび３８ｃは、共通ライン側端子３４，３４ａ，３４ｂおよび３４ｃとの間で最大２５［Ｖ］の電圧を発生する部分に設けられる。この最大２５［Ｖ］という電圧値は、スピーカラインに供給されるオーディオ信号の最大電圧値（＝１００［Ｖ］）を、増幅回路１２，１２ａ，１２ｂおよび１２ｃ（変圧器１８，１８ａ，１８ｂおよび１８ｃ）の数（＝４）で除した値に等しい。言い換えれば、各変圧器１８，１８ａ，１８ｂおよび１８ｃそれぞれに係る最大２５［Ｖ］という電圧値の合計が、スピーカラインに供給されるオーディオ信号の最大電圧値と等価（＝１００［Ｖ］）になるようにする。そして、第４チャンネルＣＨ３の共通ライン端子３６ｃが、合成チャンネルＣＨ０用として共用される。なお、各変圧器１８，１８ａ，１８ｂおよび１８ｃそれぞれの最大２５［Ｖ］の変圧後オーディオ信号が現れる部分４６，４６ａ，４６ｂおよび４６ｃの出力インピーダンスは、上述した式１に従う関係から２０．８［Ω］となる。そして、合成チャンネルＣＨ０の出力インピーダンスは、８３．３［Ω］となる。

この図４の構成によれば、多チャンネルモードにおいて、パワーアンプ１０は、第１チャンネルＣＨ１〜第４チャンネルＣＨ４という４つのチャンネルを有する多チャンネルアンプとして機能する。そして、大出力モードにおいては、合成チャンネルＣＨ０のみの単一チャンネルながらも１２０［Ｗ］という定格出力を有する大出力アンプとして機能する。しかも、この１２０［Ｗ］という定格出力に見合う大きな変圧器は不要であるので、パワーアンプ１０全体の小型化かつ軽量化がより顕著になる。

なお、本実施形態では、１００［Ｖ］系のパワーアンプ１０を例に挙げたが、７０［Ｖ］系のものにも本発明を適用できることは、言うまでもない。また、通常ラインと共通ラインの他に、緊急ラインを有する３線式のスピーカライン用のパワーアンプにも、本発明を適用することができる。

そして、リレー１６および４２に代えて、手動式のスイッチや、極端にはジャンパ線を用いてもよい。このことは、図４における各リレー１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，４２，４２ａ，４２ｂおよび４２ｃについても、同様である。

さらに、各変圧器１８および１８ａそれぞれの２次側巻線２６および２６ａに１つの中間タップ端子３８および３８ａを設けたが、これに限らない。例えば、それぞれの２次側巻線２６および２６ａに２つの中間タップ端子を設け、大出力モードにおいては、この２つの中間タップ端子間の部分を合成チャンネルＣＨ０の出力端子４０および３６ａ間に直列接続してもよい。或いは、それぞれの変圧器１８および１８ａに巻数の少ない別の２次側巻線を設け、大出力モードにおいては、この巻数の少ない２次側巻線を合成チャンネルＣＨ０の出力端子４０および３６ａ間に直列接続してもよい。

また、より安全性を向上させるべく、多チャンネルモードにおいては、合成チャンネルＣＨ０用の通常ライン端子４０を開放状態とするのが、望ましい。これを実現するには、例えば図１の構成において、第１チャンネルＣＨ１側の変圧器１８の中間タップ端子３８と当該通常ライン端子４０との間に、出力側リレー４２と同様のａ接点型（またはｂ接点型）のリレーを設け、このリレーを出力側リレー４２と連動させればよい。一方、大出力モードにおいても、同様に、第１チャンネルＣＨ１用の出力端子２８（３２および３６）と、第２チャンネルＣＨ１用の通常ライン端子３２ａと、を開放状態とするのが、望ましい。このことは、図４の構成においても、同様である。

本発明の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。 同実施形態による効果を説明するための図解図である。 図２との対比を示す図解図である。 同実施形態の別の例を示すブロック図である。

符号の説明

１０ パワーアンプ
１２，１２ａ 増幅回路
１６，４２ リレー
１８，１８ａ 変圧器
２０，２０ａ １次側巻線
２６，２６ａ ２次側巻線

Claims (6)

1. それぞれオーディオ信号が入力される複数の増幅手段と、
   上記複数の増幅手段に対応して設けられておりそれぞれ対応する該増幅手段によって増幅された増幅後オーディオ信号が１次側に入力される複数の変圧器と、
   第１モードおよび第２モードのいずれか一方を任意に選択するモード選択手段と、
   を具備し、
   上記複数の変圧器それぞれの２次側は、上記増幅後オーディオ信号の電圧を所定の第１電圧に変圧する第１部分と、該増幅後オーディオ信号の電圧を該第１電圧よりも低い第２電圧に変圧する第２部分と、を有しており、
   上記第１モードにおいては、上記複数の増幅手段に個別の上記オーディオ信号が入力されると共に、上記それぞれの２次側の上記第１部分から個別に出力される複数の第１変圧後オーディオ信号が外部に出力され、
   上記第２モードにおいては、上記複数の増幅手段に同一の上記オーディオ信号が入力されると共に、上記それぞれの２次側の上記第２部分から個別に出力される複数の第２変圧後オーディオ信号が互いに合成されることによって上記第１電圧と同電圧の合成オーディオ信号が生成され、該合成オーディオ信号が上記外部に出力される、
   オーディオパワーアンプ。
2. 上記モード選択手段は、上記複数の増幅手段に上記個別のオーディオ信号を入力する第１状態と、該複数の増幅手段に上記同一のオーディオ信号を入力する第２状態と、のいずれか一方に切り換わる入力側切換手段を含み、
   上記入力側切換手段は、上記第１モードのとき上記第１状態となり、上記第２モードのとき上記第２状態となる、
   請求項１に記載のオーディオパワーアンプ。
3. 上記モード選択手段は、上記それぞれの２次側の上記第２部分を互いに直列接続することによって上記合成オーディオ信号を生成するための合成手段を形成する第３状態と、該直列接続を解除することによって該合成手段を非形成とする第４状態と、のいずれか一方に切り換わる出力側切換手段を含み、
   上記出力側切換手段は、上記第１モードのとき上記第４状態となり、上記第２モードのとき上記第３状態となる、
   請求項１または２に記載のオーディオパワーアンプ。
4. 上記それぞれの２次側の上記第２部分は上記第１部分の一部である、
   請求項１ないし３のいずれかに記載のオーディオパワーアンプ。
5. 上記第２電圧の値は上記第１電圧の値を上記増幅手段の数で除した値に略等しい、
   請求項１ないし４のいずれかに記載のオーディオパワーアンプ。
6. 上記複数の増幅手段と上記複数の変圧器と上記モード切換手段とは同一の筺体に収容されている、
   請求項１ないし５のいずれかに記載のオーディオパワーアンプ。

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